TW201424483A - 印刷電路板 - Google Patents

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Abstract

一種印刷電路板，包括：接地層、金屬板、貫孔及電源層，該金屬板位於接地層與電源層之間，該貫孔連接金屬板與電源層，該電源層由複數曲折繞線組成。

Description

印刷電路板
本發明涉及一種印刷電路板。
隨著科技的快速進步，同步切換雜訊(Simultaneous Switching Noise，簡稱SSN)是在設計高速電路時必須面對且需要謹慎考慮的重要問題。在電源完整性的領域當中，已經有許多可以有效抑制SSN的結構被發明出來，電磁能隙結構(Electromagnetic Bandgap Structure，簡稱EBG)便是其中的一個例子。
如圖1所示，電磁能隙結構的基本運作原理是利用印刷電路板中間特別設計的金屬板1與貫孔2所形成的等效電容與電感串聯電路在其共振頻率下會產生短路的特性來抑制SSN。當同步切換雜訊傳播到電源層時，若通過電磁能隙結構的雜訊其頻率位於電磁能隙結構的共振頻率附近，則此雜訊便會經由電磁能隙結構所形成的短路回路回到接地層3，不會繼續往前傳播進而影響其他電路。具體而言，放置在接地層3與電源層5中間的金屬板1與貫孔2會形成如圖2所示的等效電容與電感串聯電路，該串聯電路在共振頻率時的短路特性可以有效地將電源層上的雜訊導入接地層中，有助於提升電路整體的電源完整性。但是，上述電磁能隙結構所能達到的降低雜訊的效果仍然不佳。
鑒於以上內容，有必要提供一種採用電磁能隙結構的印刷電路板，其能更好的降低雜訊。
一種印刷電路板，包括：接地層、金屬板、貫孔及電源層，該金屬板位於接地層與電源層之間，該貫孔連接金屬板與電源層，該電源層由複數曲折繞線組成。
上述包括採用曲折繞線的方式製成的電源層的印刷電路板可以有效擴大電磁能隙結構的禁止頻帶，使得能夠被電磁能隙結構阻擋的雜訊頻段範圍更寬廣，進而達到更佳的降低雜訊的效果。
請參考圖3，本發明印刷電路板的較佳實施方式包括接地層10、金屬板12、電源層15及貫孔18。該金屬板12設置於接地層10與電源層15之間。
圖3中該接地層10、金屬板12與貫孔18的結構與習知的印刷電路板相同。不同點在於，該電源層15不像習知技術為一完整平面，而是採用曲折繞線的方式，且貫孔18電連接於電源層15及金屬板12。其中，曲折的金屬繞線可以產生電感，每段金屬繞線與相鄰的金屬繞線之間會有電容效應，並聯的電感與電容可以有效地將電源層上的雜訊阻擋下來。具體而言，該電源層15包括第一至第四曲折繞線150、155、156及158，該第一至第四曲折繞線150、155、156及158連接於一中心端159，且第一曲折繞線150與第二曲折繞線155以中心端159相對稱，第三曲折繞線156與第四曲折繞線158以中心端159相對稱。
請繼續參考圖4，圖3中印刷電路板的電磁能隙結構組成如圖4所述的等效電路，其中由電容C1與電感L1組成的並聯電路以及由電容C2與電感L2組成的並聯電路由曲折繞線150、155、156及158而形成，此並聯的電容C1與電感L1以及電容C2與電感L2在共振頻率時會成為開路，可以有效地抑制住電源層15上的雜訊。圖4中電容C3與電感L3組成的串聯電路為印刷電路板本身所形成的等效電路。因此，加入曲折繞線的電磁能隙結構可以將抑制雜訊的頻帶往外延伸，達到更佳降低雜訊的效果。
請繼續參考圖5及圖6，其示出了含有曲折繞線的電磁能隙結構（圖3）與未使用曲折繞線的電磁能隙結構（圖1）的仿真結果比較圖。圖5為S參數的模擬結果，可以看出加入曲折繞線後的電磁能隙結構(L1)相較於一般的電磁能隙結構(L2)擁有較大的禁止帶，可以有效抑制更多的雜訊。圖6是曲折繞線電磁能隙結構的色散圖(Dispersion Diagram)，圖6中的兩個禁止帶明確地顯示出曲折繞線的電磁能隙結構具有兩個雜訊無法通過的頻段。
上述包括採用曲折繞線的方式製成的電源層15的印刷電路板可以有效擴大電磁能隙結構的禁止頻帶，使得能夠被電磁能隙結構阻擋的雜訊頻段範圍更寬廣。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
10．．．接地層
12．．．金屬板
15．．．電源層
150．．．第一曲折繞線
155．．．第二曲折繞線
156．．．第三曲折繞線
158．．．第四曲折繞線
159．．．中心端
18．．．貫孔
C1-C3．．．電容
L1-L3．．．電感
圖1是現有的採用電磁能隙結構的印刷電路板的示意圖。
圖2是圖1中電磁能隙結構的等效電路圖。
圖3是本發明印刷電路板較佳實施方式的示意圖。
圖4是圖3中電磁能隙結構的等效電路圖。
圖5及圖6是本發明印刷電路板與習知印刷電路板的仿真結果比較圖。
10．．．接地層
12．．．金屬板
15．．．電源層
150．．．第一曲折繞線
155．．．第二曲折繞線
156．．．第三曲折繞線
158．．．第四曲折繞線
159．．．中心端
18．．．貫孔

Claims (4)

  1. 一種印刷電路板，包括：接地層、金屬板、貫孔及電源層，該金屬板位於接地層與電源層之間，該貫孔連接金屬板與電源層，該電源層由複數曲折繞線組成。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之印刷電路板，其中該等曲折繞線包括一中心端，該貫孔通過與中心端電連接實現與電源層之間的連接。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之印刷電路板，其中該等曲折繞線至少包括第一曲折繞線及第二曲折繞線，且第一曲折繞線與第二曲折繞線以中心端相互對稱。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之印刷電路板，其中該等曲折繞線還包括第三曲折繞線及第四曲折繞線，且第三曲折繞線與第四曲折繞線與中心端相互對稱。
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